2.2 平面汇交力系的平衡（教案）-《土木工程力学基础》同步精品课堂（高教版-第3版）

《土木工程力学基础》教案 详 细 教 案 一、设计摘要 课程课题 任务2.2 平面汇交力系的平衡 授课教师 学时数 2 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 根据《国家职业教育改革实施方案》文件精神，教材改革是三教改革的重要抓手。 如何突破传统教材的约束，增加教材的可视化，在专业课程中植入职业道德教育、专业素养教育等，编写适合中职教育的专业教材。 背景分析 《土木工程力学基础》是中等职业学校建筑、市政、道路桥梁、铁道、水利等土木工程类相关专业的一门基础课程，是土木工程类相关专业学生未来从事施工员、质量员、安全员、监理员以及钢筋工、材料试验工等岗位工作，获取相关职业资格证书所必修的课程。贯彻了“以素质教育为基础、以就业为导向、以能力为本位、以学生为主体”的职业教育教学思想和办学方针，适应人才培养模式的转变，能够推进课程体系和教学模式的改革。 在内容的选择、结构的设计上，以适应学生初次上岗需要、职业发展需要，以及社会发展需要为目标，为学生学习土木工程结构施工类相关岗位技能、考取相关职业资格证书提供必需的学习资源。同时，为适应我国职业教育“立交桥”的建立，以拓展的形式设计了学生继续学习的相关内容。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 具有自学能力、理解能力与表达能力和较好的学习新知识和技能的能力。 掌握平面汇交力系的平衡条件；掌握平面汇交力系平衡方程的计算。 能够正确的将平面汇交力系平衡方程进行应用。 学习任务 描述 掌握平面汇交力系的平衡条件，会列平面汇交力系的平衡方程； 掌握平面汇交力系平衡方程的应用，能解决相关问题。 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 平面汇交力系的平衡条件；平面汇交力系平衡方程的应用。 教学难点 平面汇交力系平衡方程的应用。 教学难点突破方法 利用现场讲解，突破教学难点。充分把握课前导学、课中做学、课后督学三个环节，让重难点突破融入到每个环节。课堂上多结合实际，向学生布置学习任务，易于学生理解，使学生提高学习兴趣，增加知识掌握的深度，实现重难点突破。 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、 课堂练习法。 四、教学资源 教材工具材料 《土木工程力学基础》，主编：王仁田，2023年09月第3版；高等教育出版社出版。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识点复习与回顾（5分钟） [知识点复习与回顾]（5分钟） 提问问题：平面力系及空间力系的概念；力的投影的三个性质；力在直角坐标轴上的投影公式。 提出问题，认真回答问题。 接收并回顾上节课内容，对上节课内容进行归纳总结，温故而知新。 1、组织学生回答问题，使同学们提起兴趣，对学习内容参与度更深。 2.检查学生对上节课内容的掌握程度，实时把控本节课教学内容的设计。 新课 导入 （3分钟） [新课引入] （3分钟） 引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 通过任务书，采用提问方式引出今天的内容。 1.跟上老师思路。查看并记住本节任务的学习目标。 2.分小组交流讨论，总结出小组答案。 激发学生探索学习的欲望与兴趣，还可以把本次课程的内容快速引入课堂。 探索 新知（25分钟） [探索新知] （25分钟） 在平面力系中，如果各力的作用线全部相互平行，这样的平面力系称为平面平行力系。如果各力的作用线全部汇交于一点，这样的平面力系称为平面汇交力系。如果各力的作用线既不全部汇交于一点，也不全部相互平行，这样的平面力系称为平面一般力系。我们先来研究平面汇交力系的平衡问题。 一、平面汇交力系的平衡条件 起重机起吊构件时，作用于吊钩C 的力有钢绳拉力FT及缆绳AC和BC 的拉力 FT1、FT2（图 2-6a），它们都在同一铅垂平面内并汇交于点 C；放置在斜面AB和BC之间的一个圆球所受重力为W，受到斜面的反力FND、FNE的作用（图 2-6b），这三个力的作用线都在同一铅垂平面内，且汇交于圆球中心点 O。 在上面两个实例中，吊钩C和圆球的受力都在同一平面内，且各力的作用线都汇交于一点，在土木工程力学中，这样的力系组成平面汇交力系。 根据平行四边形定则，平面汇交力系可合成为一个合力FR，即合力FR与原力系等效。当物体处于平衡状态时，该力系为平衡力系，合力FR为零，故平面汇交力系的平衡条件是该力系的合力FR为零，那么合力在x、y轴上的投影也就应为零。根据合力投影定理（合力在任一轴上的投影，等于各分力在同一轴上投影的代数和）则有： FRx=